專(zhuān)利名稱(chēng)：抗噪聲風(fēng)輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)輪機(jī)，其具有用于減少風(fēng)力發(fā)電過(guò)程轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)所產(chǎn) 生的空氣動(dòng)力噪聲的機(jī)械裝置的葉片轉(zhuǎn)子。
背景技術(shù)：
風(fēng)輪機(jī)是主要的噪聲來(lái)源，由于葉片后緣邊界層的相互作用，它的葉 片產(chǎn)生空氣動(dòng)力噪聲。現(xiàn)有技術(shù)建議通過(guò)裝備后緣帶有齒形元件的轉(zhuǎn)子葉片來(lái)減少所述的噪聲。專(zhuān)利EP0652367建議裝備具有不同類(lèi)型的齒形后緣的轉(zhuǎn)子葉片。 專(zhuān)利EP1314885建議裝備后緣具有齒形形狀的面板的轉(zhuǎn)子葉片。 專(zhuān)利EP1338793建議裝備具有齒形后緣的葉片，齒的長(zhǎng)度和在葉片長(zhǎng) 度方向的齒間距是可變的。這些解決方法存在可靠性問(wèn)題，僅采用一種方法，無(wú)法保障符合風(fēng)輪 機(jī)最大噪聲水平的標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)有技術(shù)還建議通過(guò)運(yùn)用控制風(fēng)輪機(jī)運(yùn)動(dòng)的方法來(lái)減少空氣動(dòng)力噪 聲，尤其是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速控制。關(guān)于這方面，1996年柏林海德?tīng)柋?Berlin Heidelberg 1996)斯普林格出版社出版的"風(fēng)輪機(jī)噪聲"，作者瓦格納等，詳 細(xì)闡述了風(fēng)輪機(jī)產(chǎn)生的噪聲問(wèn)題和 一些減少噪聲的建議。這些建議的觀點(diǎn)是，至少在一般情況下以減少風(fēng)輪機(jī)的工作效率來(lái)減 少噪聲。本發(fā)明提供了一種不同的解決方法來(lái)減少風(fēng)輪機(jī)產(chǎn)生的噪聲 發(fā)明內(nèi)容首先，本發(fā)明提供了一種風(fēng)輪機(jī)，包括能夠致動(dòng)發(fā)電機(jī)的一葉片轉(zhuǎn)子 和所述轉(zhuǎn)子的控制機(jī)械裝置，葉片具有空氣動(dòng)力學(xué)外形輪廓的前緣和后緣和機(jī)械裝置，該機(jī)械裝置允許長(zhǎng)度L處的升力減小，該長(zhǎng)度L從葉片尖端 起測(cè)量，并且小于或等于葉片的半徑R;在葉片通過(guò)小于或等于160度的 假定的轉(zhuǎn)子的平面上的扇形部分S的過(guò)程中，所述的控制機(jī)械裝置可以循 環(huán)地致動(dòng)該機(jī)械裝置來(lái)減少每個(gè)葉片的升力。這些機(jī)械裝置對(duì)于減少風(fēng)輪 機(jī)產(chǎn)生的噪音十分有用。其次，本發(fā)明提供了一種風(fēng)輪機(jī)的操作方法，其中在每個(gè)葉片通過(guò)在 轉(zhuǎn)子平面上兩個(gè)假定半徑之間的扇形部分S過(guò)程中，循環(huán)地致動(dòng)所述機(jī)械 裝置，從而減少每個(gè)葉片的升力，按著葉片的旋轉(zhuǎn)方向，該扇形部分是葉 片達(dá)到最大高度時(shí)的假定半徑10度到170度之間。因此，正是在這個(gè)地區(qū)， 實(shí)現(xiàn)降噪達(dá)到最高量。本發(fā)明的基本目的是使工作效率最大化的同時(shí)，維持噪聲排放符合地 方的，自治地區(qū)的和國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。參照相關(guān)的附圖，將詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的其它特點(diǎn)和有益效果。


圖1是本發(fā)明的風(fēng)輪機(jī)的透視圖。
具體實(shí)施例方式
按照本發(fā)明的風(fēng)輪機(jī)11包括一轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具有至少一個(gè)在前緣和后
緣上具有空氣動(dòng)力外形輪廓的葉片13，組合為循環(huán)控制系統(tǒng)，該循環(huán)控制 系統(tǒng)允許每個(gè)葉片13的升力的方位角分布在其半徑R上或者僅僅在距離尖 端長(zhǎng)度L的部分上，可以通過(guò)下面說(shuō)明的多種機(jī)械裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
由于風(fēng)輪機(jī)具有這些特點(diǎn)，按照Sirocco project執(zhí)行方法的測(cè)量，能夠 有效地減少噪聲排放，風(fēng)輪機(jī)11引起的噪聲主要產(chǎn)生于兩個(gè)假設(shè)半徑之間 轉(zhuǎn)子平面所限定的扇形部分S上的區(qū)域15，按葉片旋轉(zhuǎn)的方向，在10度到 170度假定半徑處，葉片達(dá)到最大高度，因此，控制方法是通過(guò)只減少在該 區(qū)域的葉片的升力(尤其是在噪聲較大的120度的扇形部分S上)，來(lái)減少 噪聲排放。
根據(jù)圖1所示，區(qū)域15位于葉片的末端，因此，葉片左側(cè)的減少限制 在該區(qū)域。
很明顯，在葉片任何轉(zhuǎn)速下，所述區(qū)域15都會(huì)產(chǎn)生噪聲，因此，即使 在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降低的時(shí)候需要減少噪聲，也可以使用這種控制，這樣，相對(duì) 于在該領(lǐng)域已知的噪聲控制方法，提高了工作效率。
總之，由于僅僅改變?nèi)~片的一部分的運(yùn)行特性，這樣的機(jī)械裝置允許 僅僅沿葉片13的一部分減少升力，同時(shí)有利于減少需要減輕噪聲傳播而引 起的生產(chǎn)損失，優(yōu)選實(shí)施例中，該部分估計(jì)等于或小于葉片整個(gè)長(zhǎng)度的三 分之一。本發(fā)明的操作方法的目的需要風(fēng)輪機(jī)具有基于方位角、葉片的尖端區(qū) 域的外形輪廓的運(yùn)行特性而改變的機(jī)械裝置，這樣產(chǎn)生較低水平的噪聲。 優(yōu)選是，這種機(jī)械裝置基于附帶產(chǎn)生的風(fēng)的量級(jí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
下面詳細(xì)闡述葉片的長(zhǎng)度L的部分使用的機(jī)械裝置。
-機(jī)械裝置允許葉片的上述部分的迎風(fēng)角度減小。對(duì)GAMESA G80機(jī) 器來(lái)說(shuō)，迎風(fēng)角度減少l度，估計(jì)噪聲降低大約0.5分貝(db)。這種效果 是由于迎風(fēng)角度的減少導(dǎo)致氣壓梯度的降低，當(dāng)氣壓梯度降低時(shí)，邊界層 的厚度減少了。
-機(jī)械裝置允許改變有效的翼弦，例如必要時(shí)充氣和放氣的元件或者通 過(guò)葉片的后緣進(jìn)入和退出的表面。氣壓梯度相同時(shí)，聲音減小的影響比迎 風(fēng)角度的減少要小，產(chǎn)生降低噪聲的效果比減少迎風(fēng)角度降低壓力梯度從 而降低噪聲的效果小很多，但是能夠減少邊界層上的長(zhǎng)度，因此，可以得 到比原有更薄的厚度。
-機(jī)械裝置具有可變的外形輪廓曲線，例如葉片上的雙曲線(flaps)或 翼形曲線，或光滑的曲線，可以通過(guò)機(jī)械的、熱的方式、化學(xué)手段或電的 方式加工得到。
-機(jī)械裝置具有突出或凹陷的邊界層，例如排列在葉片表面的脊或孔， 或小孑L陣歹ll (micro nano-valve matrices)。
-使用電流變材料，可根據(jù)應(yīng)用的電流來(lái)改變?cè)摬牧系男螤睢?br> -本發(fā)明的風(fēng)輪機(jī)也應(yīng)用于當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤或者附帶產(chǎn)生的風(fēng)自身的特點(diǎn)情
況引起的電流不均勻時(shí)機(jī)器內(nèi)產(chǎn)生的負(fù)荷的補(bǔ)償辦法。
對(duì)于上面描述的實(shí)施例，在權(quán)利要求限定的范圍內(nèi)的修改都被包括在 本發(fā)明內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種風(fēng)輪機(jī)(11)，包括能夠致動(dòng)發(fā)電機(jī)的一葉片轉(zhuǎn)子和所述轉(zhuǎn)子的控制機(jī)械裝置，葉片(13)具有空氣動(dòng)力學(xué)的外形輪廓的前緣和后緣，其特征在于，a)葉片(13)可以減少長(zhǎng)度L處的升力，該長(zhǎng)度L從葉片尖端起測(cè)量，并且小于或等于葉片的半徑R；b)在葉片通過(guò)扇形部分S的過(guò)程中，該扇形部分S小于或等于160度并位于假定的轉(zhuǎn)子平面上，所述的控制機(jī)械裝置可以循環(huán)地致動(dòng)機(jī)械裝置來(lái)減少每個(gè)葉片的升力。
2、 按權(quán)利要求1所述的風(fēng)輪機(jī)(11)，其特征在于，長(zhǎng)度L小于或等 于葉片(13)的半徑R的1/3。
3、 按權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)輪機(jī)(11)，其特征在于，所述減少升 力的機(jī)械裝置由允許迎風(fēng)角度減少的機(jī)械構(gòu)件組成。
4、 按權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)輪機(jī)(11),其特征在于，所述減少升 力的機(jī)械裝置由允許修正葉片(13)的外形輪廓曲線的機(jī)械構(gòu)件組成。
5、 按權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)輪機(jī)(11)，其特征在于，所述減少升 力的機(jī)械裝置由在邊界層上具有凹陷或突起的機(jī)械構(gòu)件組成。
6、 按權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)輪機(jī)(11)，其特征在于，所述減少升 力的機(jī)械裝置由允許修正葉片(13)的有效翼弦的機(jī)械構(gòu)件組成。
7、 按上述權(quán)利要求1-6中的任意一項(xiàng)所述的風(fēng)輪機(jī)(11)的操作方法， 其特征在于，在葉片(13)通過(guò)在轉(zhuǎn)子平面上兩個(gè)假定半徑之間的扇形部 分過(guò)程中，循環(huán)地致動(dòng)所述的減少升力的機(jī)械裝置，按著葉片的旋轉(zhuǎn)方向，該扇形部分是從葉片(13)達(dá)到最大高度時(shí)的從假定半徑10度到170度。隨著刀片旋轉(zhuǎn)方向，從假定半徑的l 0 — 1 7 0處，在此處所述刀片達(dá)到最大高度
8、 按權(quán)利要求7所述的風(fēng)輪機(jī)(11)的操作方法，其特征在于，該扇 形S等于或小于120度。
9、 按權(quán)利要求7或8所述的風(fēng)輪機(jī)(11)的操作方法，升力減少的范 圍的控制基于附帶的風(fēng)速。
全文摘要
一種風(fēng)輪機(jī)(11)，包括能夠致動(dòng)發(fā)電機(jī)的一葉片轉(zhuǎn)子和所述轉(zhuǎn)子的控制機(jī)械裝置，其中，葉片(13)包括可以減少長(zhǎng)度L處上升力的機(jī)械裝置，該長(zhǎng)度L從葉片尖端起測(cè)量，并且小于或等于葉片的半徑R；在每個(gè)葉片通過(guò)小于或等于160度的扇形部分S的過(guò)程中，所述的控制機(jī)械裝置可以循環(huán)地致動(dòng)機(jī)械裝置來(lái)減少每個(gè)葉片的升力。本發(fā)明還涉及所述風(fēng)輪機(jī)的操作方法，該方法是在葉片(13)通過(guò)在轉(zhuǎn)子平面上兩個(gè)假定半徑之間的定邊界的扇形部分過(guò)程中，循環(huán)地致動(dòng)所述的減少升力的機(jī)械裝置，按著葉片的旋轉(zhuǎn)方向，該扇形部分是從葉片(13)達(dá)到最大高度時(shí)的從假定半徑起10度到170度。
文檔編號(hào)F03D7/00GK101410615SQ200780011414
公開(kāi)日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2007年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月29日
發(fā)明者阿爾瓦羅·馬特桑斯希爾 申請(qǐng)人:歌美颯創(chuàng)新技術(shù)公司